Il NREL fa avanzare la tecnologia delle finestre termocromiche

Gli scienziati del National Renewable Energy Laboratory sperimentano le potenzialità delle perovskiti nelle smart window di ultima generazione. Obiettivo: ridurre i consumi elettrici degli edifici e dare una mano all’autoproduzione energetica

finestre termocromiche
Credits: Dennis Schroeder / NREL

Bastano 7 secondi per “accendere” le nuove finestre termocromiche fotovoltaiche

(Rinnovabili.it) – Si chiamano finestre termocromiche e costituiscono un’intelligente strumento per gestire il consumo energetico degli edifici. Il nome stesso ne definisce la funzione: sono dotate di vetri “intelligenti” che al variare della temperatura (esterna) modificano il loro colore per aumentare o diminuire il passaggio dei raggi solari. In altre parole, più farà caldo e la luce sarà diretta e intensa sul vetro, più quest’ultimo diventerà scuro. Ciò consente di ridurre drasticamente il carico termico entrata e massimizzare l’illuminazione diurna. 

Solitamente le finestre termocromiche sono costituite da uno strato intermedio, ottenuto dall’estrusione di speciali materiali termocromici in polivinilbutirrale (PVB), laminato tra due pezzi di vetro temperato o termoresistente e inserito in un’unità isolante con rivestimento a bassa emissività. Una delle evoluzioni più gettonate per le finestre termocromiche è la loro integrazione con la tecnologia fotovoltaica. Riuscire a sfruttare l’energia solare che viene esclusa dagli ambienti interni, significa infatti anche dare un’ulteriore mano al fabbisogno energetico di abitazioni e uffici. 

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Le finestre termocromiche fotovoltaiche fanno esattamente questo, cambiano colore per  bloccare l’abbagliamento e ridurre il riscaldamento quando non desiderato, mentre dirigono i raggi verso delle minuscole celle solari poste sui bordi. In questo contesto il National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento energetico statunitense sta lavorando da anni per ottenere diversi colori e una gamma più ampia di temperature funzionali. L’ultima generazione di smart window sfornate dal laboratorio incorpora le perovskiti e fa un deciso salto avanti in termini prestazionali.

La ricerca si basa su un precedente lavoro del NREL, in cui era stato prodotto un primo dispositivo capace di rispondere dinamicamente alla luce solare, cambiando colore e producendo nel contempo energia. Per migliorarla ancora, gli scienziati hanno inserito una sottile pellicola di perovskite tra due strati di vetro e hanno iniettato vapore. Quest’ultimo innesca una reazione che fa sì che la perovskite si disponga in diverse forme, da una catena a un foglio a un cubo. I colori emergono con il mutare delle forme. L’abbassamento dell’umidità riporta la perovskite al suo normale stato trasparente.

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“Un prototipo di finestra che utilizza questa tecnologia potrebbe essere sviluppato entro un anno”, ha affermato Bryan Rosales, ricercatore del laboratorio statunitense e autore principale dell’articolo, “Reversible Multicolor Chromism in Layered Formamidinium Metal Halide Perovskites“. La finestra solare di prima generazione era in grado di passare avanti e indietro tra la trasparenza e un colore bruno-rossastro, ma aveva bisogno di temperature comprese tra 65 gradi e 79 gradi Celsius per attivare la trasformazione. Gli ultimi progressi raggiunti dal gruppo hanno abbassato la temperatura di funzionamento a 35°-46°C  consentendo anche un’ampia scelta di colori. E il cambio cromatico è stato velocizzato dagli originari tre minuti ad appena 7 secondi.

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